DE1076646B

DE1076646B - Verfahren zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase

Info

Publication number: DE1076646B
Application number: DEB50280A
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Wittmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1958-09-10
Filing date: 1958-09-10
Publication date: 1960-03-03
Also published as: US3198602A; CH385805A; GB865291A

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, bei der Wirbelschichtröstung goldhaltiger Arsenpyrite unter teilweiser Entfernung des Arsens einen für die anschließende Auslaugung des Goldes mit Cyanidlösung geeigneten Abbrand zu erzielen, indem man die Röstung in einer einzigen Wirbelschicht mit einer Sauerstoffmenge durchführt, die nicht ausreicht, um Ferrioxyd entstehen zu lassen, hingegen genügt, um den Schwefel in Schwefeldioxyd, das Arsen in Arsentrioxyd und das Eisen in Ferroferrioxyd überzuführen. Im technischen Betrieb sind diese Bedingungen jedoch nicht zu erfüllen, da bei Schwankungen der Menge oder der Zusammensetzung des aufgegebenen Arsenpyrits entweder zu wenig Sauerstoff für die Abröstung zur Verfügung steht, wodurch unvollständig geröstetes Erz in den Abbrand gelangt, oder zuviel Sauerstoff vorhanden ist, wodurch die Oxydation bis zum Ferrioxyd fortschreitet und damit die Verflüchtigung des Arsens beeinträchtigt wird.

Bekannt ist auch der Vorschlag, die Röstung goldhaltiger Arsenpyrite in zwei Stufen durchzuführen, wobei die in der Nachröststufe erhaltenen Röstgase zur Röstung des Arsenpyrits in der Vorröststufe verwendet werden. Zu diesem Zweck wird der Nachröststufe so viel freien Sauerstoff enthaltendes Gas zugeleitet, daß in der Nachröststufe alle oxydierbaren Substanzen oxydiert werden und darüber hinaus noch etwa 50% des theoretischen Sauerstoffbedarfs für die Vorröststufe verbleiben. Zwischen Nachröiststufe und Vorröststufe ist auf der Gasseite ein Zyklon eingebaut, der den aus der Nachröststufe ausgetragenen Staub abscheiden soll. In der Vorröststufe werden bei 550° C bis zu 94% des eingebrachten Arsens dampfförmig ausgetrieben. Die gekoppelte Gasführung bei dieser Verfahrensweise bringt eine· Reihe technischer Schwierigkeiten mit sich; außerdem wird aus der Nachröststufe trotz des zwischengeschalteten Zyklons dauernd Ferrioxydstaub in die Vorröststufe eingeschleppt, wodurch eine weitgehende Entarsenierung verhindert wird.

Ein mit diesem Verfahren eng verwandter bekannter Vorschlag besteht darin, goldhaltige Arsenpyrite in einer ersten Wirbelschicht bis zum Magnetit zu rösten und den so- erhaltenen Magnetit in einer zweiten Wirbelschicht in Hämatit überzuführen.

Für die Durchführung dieses Vorschlages ist eine *5 Vorrichtung beschrieben, bei der zwei nebeneinander angeordnete Röstkammern für die Vorröstung und die Nachröstung durch eine Scheidewand voneinander getrennt sind und eine Kommunikation der Wirbelschicht in diesen beiden Kammern durch eine öffnung in der Scheidewand möglich ist. In der Praxis wird in der beschriebenen Vorrichtung so gearbeitet, daß das meiste Eisen bereits in der ersten Wirbelschicht in Ferrioxyd übergeführt wird und die zweite Wirbel-Verfahren zur Herstellung
schwefeldioxydhaltiger Gase

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft,

Ludwigshafen/Rhein

Dr. Georg Wittmann, Ludwigshafen/Rhein,
ist als Erfinder genannt worden

schicht nur die Funktion einer Kühl- und Verschlußkammer hat. Mit diesem Röstprozeß wird beispielsweise bei einem Erz mit 22% Schwefel und 4,5% Arsen ein Abbrand mit 1,0% Gesamtschwefel und 1,4% Arsen gewonnen.

Der mit den genannten Verfahren erreichbare Grad der Entarsenierung ist ausreichend für den mit diesen Verfahren verbundenen Zweck, nämlich die Gewinnung von Abbränden, aus denen das Gold leicht ausgelaugt werden kann. Demgegenüber sind für Abbrände, deren Eisengehalt im Hochofen erschmolzen werden soll, nur außerordentlich niedrige Arsengehalte von maximal 0,10% tragbar.

Ein bekanntgewordener Vorschlag für die Verarbeitung von arsenhaltigen Pyriten nach dem Wirbelschichtverfahren geht dahin, zwischen 500 bis 550° C Arsen als As₂S₂ oder oberhalb 650° C Arsen als As₂S₂ zusammen mit elementarem Schwefel mittels der heißen, in einer nachfolgenden Röstzone gebildeten Röstgase auszutreiben, wobei die heißen Röstgase zum Teil einem direkten, zum anderen Teil einem indirekten Wärmeaustausch mit dem frischen Pyrit unterzogen werden. Ein abgewandelter Vorschlag sieht vor, in einer ersten Wirbelschicht Arsen als As₂ S₂ bei 500 bis 550° C mit heißen Röstgasen aus einer nachfolgenden dritten Wirbelschicht auszutreiben, während eine dazwischengeschaltete Wirbelschicht mit einer Temperatur von mehr als 700° C als Destillationszone für den labilen Schwefel des Pyrits dient. Das dabei gebildete Ferrosulfid wird in der dritten Wirbelschicht zu Ferrioxyd und Schwefeldioxyd abgeröstet. Auch bei diesem Verfahren findet ein direkter und indirekter Wärmeaustausch zwischen den heißen Röstgasen und frischem Pyrit statt. Kennzeichnend für diese beiden Verfahren ist, daß der im Pyrit enthaltene Schwefel, mit Ausnahme des As₂ S₂-Anteils-, in

909 758/470

3 4

etwa gleichen Teilen in elementaren Schwefel und in röstenden Gutteilchen, wie sie bei der für eine Wirbel-Schwefeldioxyd übergeführt wird. Bei diesen beiden schicht charakteristischen schnellen Erhitzung des in Abfahren gelangt infolge des erwähnten direkten sie eingeführten Gutes auftritt, vermieden und dadurch Wärmeaustauschs stets Ferrioxyd mit den heißen ein grobkörniger Abbrand erhalten. Die Erhaltung der Röstgasen in die erste Wirbelschicht zurück, was die 5 Grobkörnigkeit des zu röstenden Gutes hat nicht nur Austreibung von Arsen stört, obwohl in der ersten eine günstige Wirkung auf die Entfernung des Bleies Wirbelschicht keine direkte Röstung stattfindet. und besonders auf die des Arsens und Antimons, son-

Nach der Patentanmeldung B 36824 IVb/12 i dem ist auch für die Weiterverarbeitung des Abbran-

(deutsche Auslegeschrift 1 031 291) lassen sich anti- des von ausschlaggebender Bedeutung. Bei der Vor-

mon- oder antimon- und arsenhaltige, sulfidische Ma- io röstung in der ersten Wirbelschicht wird bei der vor-

terialien, insbesondere Pyrite, mit Sauerstoff oder zugsweisen Temperatur von 550 bis 600° C der Arsen-

sauerstoffhaltigen Gasen zwecks Erzeugung von und Antimongehalt des zu röstenden Gutes bis auf

schwefeldioxydhaltigen Gasen in Wirbelschichten so einen Restbetrag von zusammen etwa 0,1% ausge-

abrösten, daß praktisch antimon- und arsenfreie Ab- trieben; dieser restliche Anteil an Arsen und Antimon

brande erhalten werden. Zu diesem Zweck führt man 15 und das Blei werden in der zweiten Wirbelschicht ver-

den zum Rösten benötigten Sauerstoff als Frischgas flüclitigt.

den einzelnen Wirbelschichten getrennt und unab- Für die Weiterverarbeitung der bei der Röstung hängig voneinander zu und führt das in der ersten erhaltenen Abbrände, insbesondere kupfer- und zink-Wirbelschicht gebildete Röstgas getrennt von dem in haltiger Abbrände, ist es wichtig, daß in der dritten der darauffolgenden mindestens noch einen Wirbel- 20 Wirbelschicht Temperaturen oberhalb 800° C verschicht gebildeten Röstgas ab. Die Röstung wird bei mieden werden, um so die Bildung von Kupfer- und Temperaturen zwischen 550 bis 880° C, und zwar in Zinkferriten zu verhindern. In der zweiten Wirbelder ersten Wirbelschicht vorzugsweise zwischen 750 schicht tritt eine Bildung von Ferriten, auch bei Tembis 800° C und in der darauffolgenden mindestens noch peraturen von über 800° C, wegen des in ihr noch einen Wirbelschicht vorzugsweise zwischen 750 und 25 vorhandenen Sulfidschwefels nicht auf. Die Drei-880° C durchgeführt. Bei der genannten Temperatur teilung der Sauerstoffzugabe bei der erfindungsgevon 750 bis 800° C findet bei Röstung bleihaltiger mäßen Röstung bedingt ja, daß beispielsweise bei der Materialien außerdem eine Verflüchtigung von Blei Röstung eines Pyrits mit einem Gehalt von 48% SuI-statt, die etwa 30 bis 60% des Bleigehaltes des zu fidschwefel in der ersten Wirbelschicht ein Röstgut röstenden Materials beträgt. Aus verschiedenen Grün- 30 mit etwa 30% Schwefel und in der zweiten Wirbeiden ist bei der Verwertung der Abbrände jedoch ein schicht ein Röstgut mit etwa 15% Schwefel entsteht, wesentlich niedrigerer Bleigehalt erwünscht. während der Sulfidschwefelgehalt in der dritten Wir-

Es wurde gefunden, daß sich praktisch auch blei- belschicht auf unter 1% Schwefel im Abbrand sinkt, freie Abbrände gewinnen lassen, wenn man die Rö- Da aus jeder Wirbelschicht ein Teil des Röstgutes stung in drei aufeinanderfolgenden Wirbelschichten 35 als Flugstaub mit dem Röstgas ausgetragen wird, ist durchführt, wobei jeder einzelnen Wirbelschicht an- es zweckmäßig, diesen Flugstaub in einem Heißzyklon, nähernd ein Drittel der insgesamt erforderlichen dessen Temperatur etwa auf der gleichen Höhe ge-Sauerstoffmenge zugeführt wird und in der ersten halten wird wie die der Wirbelschicht, an die der Wirbelschicht Temperaturen von etwa 550 bis 800° C, Zyklon angeschlossen ist, abzuscheiden und ihn heiß, vorzugsweise 550 bis 600° C, in der zweiten Wirbel- 40 gemeinsam mit dem Grobgut aus der Schicht, der schicht Temperaturen von über 800 bis etwa 1000° C nachfolgenden Wirbelschicht zuzuführen. Zweckmäßig und in der dritten Wirbelschicht Temperaturen von leitet man dabei das Grobgut gleich durch den Staubetwa 550 bis 800° C, vorzugsweise 650 bis 750° C, ausgang des Zyklons in die nachfolgende Wirbeleingehalten werden. schicht.

Der letzten Wirbelschicht kann Sauerstoff in einem 45 Durch in die einzelnen Wirbelschichten eingebaute

Überschuß zugeführt werden, der zweckmäßig bis zu Kühlflächen kann der Überschuß der Reaktionswärme

50% der in dieser Röstphase theoretisch notwendigen über den für die Aufrechterhaltung der jeweils ge-

Menge beträgt, um eine gute Entschwefelung des Rost- wünschten Temperatur in der Wirbelschicht und für

gutes zu erreichen. Der Feststoff kann unter dem Ein- die Deckung der Wärmeverluste durch Abstrahlung

fluß der eigenen Schwerkraft aus einer Wirbelschicht 50 erforderlichen Anteil abgeführt und gegebenenfalls

in die nächste Wirbelschicht eintreten. zusammen mit der fühlbaren Wärme der Röstprodukte,

Erst durch die erfindungsgemäße Aufteilung des insbesondere der Röstgase, zur Erzeugung von Heiß-

Röstvorganges in drei Stufen läßt sich eine fast voll- wasser oder Dampf ausgenutzt werden,
ständige Bleiverflüchtigung erreichen, weil es auf diese

Weise möglich ist, eine Temperatur von über 800° C 55 Beispiel
in einer Wirbelschicht aufrechtzuerhalten und dabei

eine Teilröstung durchzuführen, ohne Erweichungs- In eine 600° C heiße Wirbelschicht werden stünd-

erscheinungen des Feststoffes befürchten zu müssen. Hch 4750 kg Pyrit mit 46,2% Schwefel, 1,0%. As,

Würde man bereits in der ersten Wirbelschicht so 0,08% Sb und 0,5% Pb sowie einer maximalen Kornhohe Temperaturen aufrechterhalten, wie sie für die 60 größe von 10 mm und 360ONcbm Luft eingeleitet, vollständige Entbleiung notwendig sind, so träte als- Durch Kühlflächen wird in der Schicht die Temperatur bald ein Erweichen bzw. Schmelzen des zugeführten von 600° C aufrechterhalten. Es entstehen stündlich Materials ein. In der zweiten Wirbelschicht hingegen 3580 Ncbm Röstgas mit 20,5% SO₂, die durch einen treten solche Erscheinungen erst oberhalb etwa 1000° C 590° C heißen Zyklon geleitet werden. Der im Zyklon ein, da die Vorröstprodukte Erweichungstemperaturen 65 abgeschiedene Flugstaub und das aus der Wirbelhaben, die im allgemeinen um etwa 200 bis 250° C schicht direkt abgezogene Vorröstgut mit einem Gehöhen liegen als die des Ausgangsmaterials. samtgewicht von 3620 kg und einem Gehalt von

Durch die Einhaltung einer Temperatur von vor- 30,5% S, 0,041% As, 0,048% Sb und 0,65% Pb

zugsweise 550 bis 600° C in der ersten Wirbelschicht werden einer zweiten Wirbelschicht kontinuierlich zu-

■v.-ird außerdem eine weitgehende Zerspratzung der zu 70 geleitet, in der ebenfalls durch Kühlflächen eine Tem-

IUYb 646

peratur von 860° C aufrechterhalten wird und der stündlich 3400 Ncbm Luft zugeführt werden.

Aus der zweiten Wirbelschicht treten stündlich 3110 Ncbm Röstgas mit 13,4% SO₂ aus, die durch einen 820° C heißen Zyklon geleitet werden. Der in S diesem Zyklon abgeschiedene Flugstaub und das aus der zweiten Wirbelschicht direkt abgezogene Röstprodukt mit einem Gesamtgewicht von 3380 kg und einem Gehalt von 14,5% S, 0,00&*/o As, 0,011% Sb und 0,026⁰Zo Pb werden kontinuierlich einer dritten Wirbelschicht zugeführt, deren Temperatur durch eingebaute Kühlflächen auf 750° C gehalten wird und in die stündlich 3800 Ncbm Luft eingeleitet werden. Es werden stündlich 3240 kg Abbrand mit einem Gehalt von 0,8% S, 0,008% As, 0,011% Sb und 0,027% Pb sowie 3580 Ncbm Röstgas mit 8,8% SO₂ erhalten. Die Höhe der einzelnen Wirbelschichten beträgt 70 cm. Die Röstgase der drei Wirbelschichten werden nach ihrer getrennten vollständigen Reinigung der weiteren Verarbeitung zugeführt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung schwefeldioxydhaltiger Gase und Gewinnung praktisch arsen- und antimonfreier Röstrückstände durch stufenweises Rösten von röstbaren Schwefel und Antimon und/oder Arsen sowie Blei enthaltenden Materialien, insbesondere Pyriten, mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen in Wirbelschichten unter voneinander unabhängiger Zuführung des zur Röstung erforderlichen Sauerstoffs als Frischgas zu den einzelnen Wirbelschichten für die Vorröstung und Nachröstung und voneinander getrennter Abführung des gebildeten Röstgases aus den Wirbelschichten für die Vorröstung und die Nachröstung sowie unter Vermeidung einer Rückführung von Feststoff aus einer nachfolgenden Wirbelschicht in eine vorhergehende Wirbelschicht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung von Röstrückständen, die praktisch auch frei von Blei sind, die Röstung in drei aufeinanderfolgenden Wirbelschichten durchgeführt wird, wobei jeder einzelnen Wirbelschicht annähernd ein Drittel der insgesamt erforderlichen Sauerstoff menge zugeführt wird und in der ersten Wirbelschicht Temperaturen von etwa 550 bis 800° C, vorzugsweise 550 bis 600° C, in der zweiten Wirbelschicht Temperaturen von über 800 bis etwa 1000° C und in der dritten Wirbelschicht Temperaturen von etwa 550 bis 800° C, vorzugsweise 650 bis 750° C, eingehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Röstgasen aus der Wirbelschicht ausgetragene Staub durch Heißzyklone abgeschieden und heiß gemeinsam mit dem groben Röstgut aus der Wirbelschicht der nachfolgenden Wirbelschicht zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das grobe Röstgut durch den Staubausgang des Heißzyklons in die nachfolgende Wirbelschicht eingeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überschuß der Reaktionswärme über den für die Aufrechterhaltung der jeweils gewünschten Temperatur in der Wirbelschicht und für die Deckung der Wärmeverluste durch Abstrahlung erforderlichen Anteil, gegebenenfalls zusammen mit der fühlbaren Wärme der Röstprodukte, zur Erzeugung von Heißwasser oder Dampf ausgenutzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Britische Patentschrift Nr. 677 050;

Southern Rhodesian local association, The Institution of mining and metallurgy, Dalny Mine, Chakari, vom 4. 11. 1954.